AA 5005 H14铝合金:高耐腐蚀与导热性能的平衡之选
AA 5005 H14铝合金是一种精益铝镁合金,具有低密度(2.7 g/cm³)和优异的热导率(201 W/(m·K))。这种中等强度的非热处理强化合金以其在碱性海洋环境中的卓越耐腐蚀性而闻名。AA 5005 H14易于机械加工,可采用TIG和MIG方法进行焊接。值得注意的是,阳极氧化处理是AA 5005 H14应用中的关键工艺环节。H14态材经过加工硬化至1/2硬状态,在强度与成形性之间取得良好平衡,是5005合金应用最广泛的状态之一。
主要性能参数
一般性能
| 性能 | 数值 | 状态 | 相关标准 |
|---|---|---|---|
| 密度 | 2.7 g/cm³ | H14 | AA标准, ASTM B209 |
力学性能
| 性能 | 数值 | 状态 | 相关标准 | 备注 |
|---|---|---|---|---|
| 弹性模量 | 69.0 GPa | H14 | AA标准, ASTM B209 | |
| 平面应变断裂韧性 | 22.0–35.0 MPa·√m | — | — | 典型锻造5000系列铝合金值 |
| 泊松比 | 0.33 | — | — | 典型锻造5000系列铝合金值 |
| 剪切模量 | 26.0–26.5 GPa | — | — | 典型锻造5000系列铝合金值 |
| 抗拉强度 | 145.0–185.0 MPa | H14 | AA标准, ASTM B209 | |
| 抗拉强度 (典型值) | 160.0 MPa | H14 | AA标准 |
热学性能
| 性能 | 温度 | 数值 | 状态 | 相关标准 | 备注 |
|---|---|---|---|---|---|
| 热膨胀系数 | 20 °C | 2.38×10⁻⁵ 1/K | H14 | AA标准, ASTM B209 | |
| 热膨胀系数 | 100 °C | 2.38×10⁻⁵ 1/K | H14 | AA标准, ASTM B209 | |
| 最高使用温度 | — | 150.0 °C | — | — | 典型锻造5000系列铝合金值 |
| 熔点范围 | — | 630.0–655.0 °C | H14 | AA标准, ASTM B209 | |
| 比热容 | — | 879.0–963.0 J/(kg·K) | — | — | 典型锻造5000系列铝合金值 |
| 热导率 | — | 201 W/(m·K) | H14 | AA标准, ASTM B209 |
电学性能
| 性能 | 数值 | 状态 | 相关标准 |
|---|---|---|---|
| 电导率 | 30,000,000 S/m | H14 | AA标准, ASTM B209 |
| 电阻率 | 3.33×10⁻⁸ Ω·m | H14 | AA标准, ASTM B209 |
化学成分 (质量分数)
| 元素 | 含量范围 | 状态 | 相关标准 |
|---|---|---|---|
| 铬 (Cr) | 0.1 % | H14 | AA标准, ASTM B209 |
| 铜 (Cu) | 0.2 % | H14 | AA标准, ASTM B209 |
| 铁 (Fe) | 0.70 % | H14 | AA标准, ASTM B209 |
| 镁 (Mg) | 0.5–1.1 % | H14 | AA标准, ASTM B209 |
| 锰 (Mn) | 0.2 % | H14 | AA标准, ASTM B209 |
| 硅 (Si) | 0.3 % | H14 | AA标准, ASTM B209 |
| 锌 (Zn) | 0.25 % | H14 | AA标准, ASTM B209 |
工艺性能
| 项目 | 评价 |
|---|---|
| 钎焊性 | 需特殊工艺或特定应用条件下可钎焊 |
| 耐腐蚀性 | 应力腐蚀开裂:运行及实验室测试均无损伤;总体评价:极好,在工业或海水大气中无需防护 |
| 通用切削加工性 | 一般:不适宜 (O, H12, H32);较差 (H14, H34, H16, H18, H36, H38) |
| 成形加工性 | 一般 (状态):良好 (O, H12, H32);可接受 (H14, H34);较差 (H16, H18, H36, H38) |
H14态材特点与典型应用
H14态(1/2硬)抗拉强度145–185 MPa,屈服强度约110–145 MPa,伸长率约6–12%。兼具中等强度与可接受的冷成形能力,可进行中等程度弯曲、冲压、拉伸。阳极氧化后膜层均匀、着色一致性好。典型应用:建筑外墙板/屋面板、船舶内舱隔板、化工储罐壳体、热交换器翅片、汽车散热器水箱、电子设备机箱、灯具反射罩、标识牌、厨具用具等。
状态对比快速参考 (5005合金)
| 状态 | 硬度等级 | 抗拉强度 (MPa) | 伸长率 (%) | 成形性 | 典型用途 |
|---|---|---|---|---|---|
| O | 退火软态 | 100–145 | 18–25 | 优秀 | 深冲、复杂成形件 |
| H12 | 1/4硬 | 125–165 | 12–18 | 良好 | 一般成形、标牌、装饰 |
| H14 | 1/2硬 | 145–185 | 6–12 | 可接受 | 幕墙、储罐、散热器、机箱 |
| H16 | 3/4硬 | 165–205 | 4–8 | 较差 | 结构件、加强筋 |
| H18 | 全硬 | ≥185 | 3–6 | 差 | 高平整度板材、耐磨件 |
| H32/H34/H36/H38 | 稳定态对应 | 略低于H1x | 略高于H1x | 相应改善 | 需稳定性能场合 |
相关标准
- ASTM B209 — 铝及铝合金板、卷材标准规范
- AA标准 — 美国铝业协会标准
- EN 573-3 / EN 485-2 — 欧洲化学成分与机械性能标准 (对应 EN AW-5005)
金属
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